如何在 c++14 中定义静态 constexpr 矩阵？

Question

我目前正在使用 C++14。 我想定义一个 Matrix 类，我可以用它来定义运行时矩阵，也可以用来定义 constexpr 矩阵。我还想基于这样的类定义静态 constexpr 矩阵。

我认为this 是Matrix 类的起点。 然后我想写一些东西：

static constexpr Matrix<double,2,2> staticmat{0.1,0.2,0.3,0.4};

因此 staticmat 是 constexpr 且唯一的，是静态的。

但是，为了初始化它，我需要一个 constexpr 数组或 constexpr 初始化列表（在我发布的链接中没有实现，但不会有太大变化）。所以我可以写这样的东西：

static constexpr std::array<double,4> staticmattmp{0.1,0.2,0.3,0.4};
static constexpr Matrix<double,2,2> staticmat(staticmattmp);

这会很难看，因为我必须为一个定义两件事，但是，如果它有效，我可以接受它。不幸的是编译器说unknown type name 'staticmattmp'。

我怎样才能解决这个问题，也许以一种优雅的方式？

Answer 1

我怎样才能解决这个问题，也许以一种优雅的方式？

我不知道它是不是很优雅，但是……有点工作……

首先定义如下using

template <typename T, std::size_t>
using getType = T;

接下来重新声明（只声明；不定义）Matrix如下

template <typename, std::size_t NR, std::size_t NC,
          typename = std::make_index_sequence<NR*NC>>
class Matrix;

现在将您的Matrix 声明为类的部分特化，添加一个构造函数，该构造函数接收T 类型的NR*NC 元素并使用它们来初始化内部std::array

template <typename T, std::size_t NR, std::size_t NC, std::size_t ... Is>
class Matrix<T, NR, NC, std::index_sequence<Is...>>
 {
   public:
       using value_type = T;

      constexpr Matrix (getType<value_type, Is> ... vals)
         : values_{{vals...}}
       {}

      // other member and methods
 };

但不要忘记将析构函数声明为default（也可以是构造函数和operator=()）。

以下是完整的编译C++14示例

#include <array>
#include <type_traits>

template <typename T, std::size_t>
using getType = T;

template <typename, std::size_t NR, std::size_t NC,
          typename = std::make_index_sequence<NR*NC>>
class Matrix;

template <typename T, std::size_t NR, std::size_t NC, std::size_t ... Is>
class Matrix<T, NR, NC, std::index_sequence<Is...>>
 {
   public:
      using value_type = T;

      constexpr Matrix (getType<value_type, Is> ... vals)
         : values_{{vals...}}
       {}

      constexpr Matrix (std::array<T, NR*NC> const & a)
         : values_{a}
       {}

      constexpr Matrix (std::array<T, NR*NC> && a)
         : values_{std::move(a)}
       {}

      constexpr Matrix () = default;

      ~Matrix() = default;

      constexpr Matrix (Matrix const &) = default;
      constexpr Matrix (Matrix &&) = default;

      constexpr Matrix & operator= (Matrix const &) = default;
      constexpr Matrix & operator= (Matrix &&) = default;


      constexpr T const & operator() (std::size_t r, std::size_t c) const
       { return values_[r*NC+c]; }

      T & operator() (std::size_t r, std::size_t c)
       { return values_[r*NC+c]; }

      constexpr std::size_t rows () const
       { return NR; }

      constexpr std::size_t columns () const
       { return NC; }

   private:
      std::array<T, NR*NC> values_{};
 };

int main()
 {
   static constexpr Matrix<double,2,2> staticmat{0.1,0.2,0.3,0.4};
 }